精密铝合金零件热处理
铝合金热处理
铝合金热处理特点:众所周知，对于含碳量较高的钢，经淬火后立即获得很高的硬度，而塑性则很低。
然而对铝合金并不然，铝合金刚淬火后，强度与硬度并不立即升高，至于塑性非但没有下降，反而有所上升。
但这种淬火后的合金，放置一段时间，强度和硬度会显著提高，而塑性则明显降低。
淬火后铝合金的强度、硬度随时间增长而显著提高的现象，称为时效。
时效可以在常温下发生，称自然时效，也可以在高于室温的某一温度范围（如100～200℃）内发生，称人工时效。
2024 铝合金在淬火加热时，合金中形成了空位，在淬火时，由于冷却快，这些空位来不及移出，便被“固定”在晶体内。
这些在过饱和固溶体内的空位大多与溶质原子结合在一起。
由于过饱和固溶体处于不稳定状态，必然向平衡状态转变，空位的存在，加速了溶质原子的扩散速度，因而加速了溶质原子的偏聚。
硬化区的大小和数量取决于淬火温度与淬火冷却速度。
淬火温度越高，空位浓度越大，硬化区的数量也就越多，硬化区的尺寸减小。
淬火冷却速度越大，固溶体内所固定的空位越多，有利于增加硬化区的数量，减小硬化区的尺寸。
沉淀硬化合金系的一个基本特征是随温度而变化的平衡固溶度，即随温度增加固溶度增加，大多数可热处理强化的的铝合金都符合这一条件。
沉淀硬化所要求的溶解度－温度关系，可用铝铜系的Al－4Cu合金说明合金时效的组成和结构的变化。
对铝铜系富铝部分的二元相图，在548℃进行共晶转变L→α＋θ（Al2Cu）。
铜在α相中的极限溶解度5.65％（548℃），随着温度的下降，固溶度急剧减小，室温下约为0.05％。
[3]2024合金属于Al-Cu-Mg系高强度硬铝合金，由于合金板带材的最佳淬火工艺，以达到改善合金性能，控制其具有强度高，耐热性好，成型性优良及耐损伤等特制淬火变形，提高产品质量的目的。
[4]高纯高强铝合金的固溶程度对其性能的影响十分强烈,尽可能地提高固溶程度是提高该类铝合金综合性能的一个有效途径。
[5]但是随温度升高，性能变化有一定的特点，控制升温的速度很关键，主要是由于要虑2024铝合金的共晶温度（504.98C ），高于共晶温度则发生了变化。
ly12铝合金的热处理_概述及解释说明
ly12铝合金的热处理概述及解释说明1. 引言1.1 概述本篇文章主要探讨了ly12铝合金的热处理方法及其对该合金性能的影响。
ly12铝合金是一种常见的铝合金材料，具有优良的力学性能和应用前景。
通过针对不同热处理方法对该材料的影响进行深入研究，可以进一步改进其力学性能和使用寿命。
1.2 文章结构本篇文章共分为5个部分，包括引言、正文、热处理工艺参数的选择、ly12铝合金热处理常见问题与解决方法以及结论与展望。
在引言中，首先概述了本文的目标和重要性，并介绍了文章结构。
1.3 目的本文旨在系统地介绍ly12铝合金的热处理方法，并分析这些方法对其力学性能和组织结构的影响。
同时，也将讨论在实际工程应用中可能出现的问题以及相应的解决方案。
通过这些内容的讨论与总结，我们希望能够为相关领域提供指导，并为进一步改进和优化热处理工艺提供参考。
（以上所写仅供参考，请根据实际情况进行修改。
）2. 正文2.1 ly12铝合金的特性及应用:ly12铝合金是一种常见的高强度铝合金材料，具有良好的耐热性、机械性能和抗腐蚀性。
它主要由铝、铜、镁等元素组成，通常用于航空航天、汽车制造以及工程结构等领域。
2.2 热处理方法介绍:热处理是通过控制材料在一定温度下进行加热或冷却，以改变其组织结构和物理性能的过程。
对于ly12铝合金而言，常见的热处理方法包括时效处理、固溶处理以及淬火处理等。
2.3 热处理对ly12铝合金性能的影响:热处理可以显著影响ly12铝合金的力学性能和组织结构。
通过适当调控热处理参数，可以实现改善合金的硬度、强度和韧性等方面的性能。
此外，热处理还可消除内部应力，并提高材料的抗氧化和耐腐蚀性能。
3. 热处理工艺参数的选择:3.1 温度控制要点:选择适当的温度是热处理过程中的关键因素。
对于ly12铝合金而言，温度一般设置在350-500摄氏度范围内，以保证合金达到所需的组织结构和性能。
3.2 时间控制要点:热处理时间的选择主要取决于合金的大小和厚度。
铝的热处理
铝的热处理铝合金铸件的热处理是指按某一热处理规范，控制加热温度、保温时间和冷却速度，改变合金的组织，其主要目的是：提高力学性能，增强耐腐蚀性能，改善加工性能，获得尺寸的稳定性。
铝合金铸件的热处理工艺可以分为如下四类：1。
退火处理将铝合金铸件加热到较高的温度，一般约为300 ℃左右，保温一定的时间后，随炉冷却到室温的工艺称为退火。
在退火过程中固溶体发生分解，第二相质点发生聚集，可以消除铸件的内应力，稳定铸件尺寸，减少变形，增大铸件的塑性。
2。
固溶处理把铸件加热到尽可能高的温度，接近于共晶体的熔点，在该温度下保持足够长的时间，并随后快速冷却，使强化组元最大限度的溶解，这种高温状态被固定保存到室温，该过程称为固溶处理。
固溶处理可以提高铸件的强度和塑性，改善合金的耐腐蚀性能。
固溶处理的效果主要取决于下列三个因素：（1）固溶处理温度。
温度越高，强化元素溶解速度越快，强化效果越好。
一般加热温度的上限低于合金开始过烧温度，而加热温度的下限应使强化组元尽可能多地溶入固溶体中。
为了获得最好的固溶强化效果，而又不便合金过烧，有时采用分级加热的办法，即在低熔点共晶温度下保温，使组元扩散溶解后，低熔点共晶不存在，再升到更高的温度进行保温和淬火。
固溶处理时，还应当注意加热的升温速度不宜过快，以免铸件发生变形和局部聚集的低熔点组织熔化而产生过烧。
固溶热处理的悴火转移时间应尽可能地短，一般应不大于15s，以免合金元素的扩散析出而降低合金的性能。
（2）保温时间。
保温时间是由强化元素的溶解速度来决定的，这取决于合金的种类、成分、组织、铸造方法和铸件的形状及壁厚。
铸造铝合金的保温时间比变形铝合金要长得多，通常由试验确定，一般的砂型铸件比同类型的金属型铸件要延长20%-25% 。
（3）冷却速度。
淬火时给予铸件的冷却速度越大，使固溶体自高温状态保存下来的过饱和度也越高，从而使铸件获得高的力学性能，但同时所形成的内应力也越大，使铸件变形的可能性也越大。
7075铝合金残余应力释放的热处理工艺研究
7075铝合金残余应力释放的热处理工艺研究摘要：本文介绍了消除7075铝合金残余应力的常用热处理工艺措施，分析了各种热处理技术对消除残余应力所起到的作用，给出了针对7075铝合金的热处理工艺曲线，比较了各种热处理技术对消除7075铝合金残余应力的效果，为加工高强度的精密铝合金零件提供了技术参考。
关键词：7075铝合金残余应力热处理技术1 概述7075铝合金广泛应用于航空航天领域，属于a1-zn-mg-cu系可热处理强化的多元时效合金，具有高强度、低密度、热加工性能好等优点，固溶处理后经过人工时效处理后，抗拉强度可达600～700mpa，与45号钢的强度相当。
在150℃以下具有较高强度，其缺点是焊接性能较差，抗疲劳性能较差，有晶间腐蚀和严重的应力腐蚀倾向，并且为了获得高强度与高韧性，铝合金必须进行淬火处理。
当铝合金材料从大约470℃的高温快速淬入低温介质的淬火过程中，构件表面与心部存在很大的温度梯度，从而产生了很大的淬火残余应力。
故在使用过程中去除应力就相当必要。
本文所探讨的7075铝合金为应用于高精度的光学零件，对加工后的零件变形有较高要求。
在机械加工过程中，由于材料的去除，材料内部的残余应力将得到释放，此时往往产生很大的加工变形。
因此为了保证精密零件的尺寸稳定性应进行较好的残余应力释放。
2 实验方法实验材料选用7075-t6超硬铝合金板材，试样尺寸为15×150×220，分粗精加工两道工序进行加工，最终加工成10mm厚的平板试件，在粗精加工工序之间采用不同的热处理工艺进行残余应力的消除，精加工后利用三座标检验试样的平面度，比较宏观变形量的大小，利用钻孔法对试样内部残余应力的大小进行测定，比较微观应力值的大小。
本文所采用的消除残余应力的热处理工艺措施主要有以下几种：2.1 去应力退火去应力退火的目的是减小金属制件的内应力，降低材料的应力腐蚀倾向，保证零件尺寸的稳定性，同时其强度和硬度基本不下降。
你所不知道的铝合金热处理方式及其缺点
. 处理技巧铝合金热处理的定义很广，凡是人為控制之加热与冷却过程，用以改善材料之结构与性质者皆属於热处理，所以铸锭在加工前成形中，或加工后以及铸件所施之加热及冷却过程都叫热处理，亦包含下式的处理：(1) 浸热(Soaking) ，均质化处理(homogenizing) 预热—使铸块组织均质化而长时间加热处理。
(2) 再热(reheating) 热间加工，而加热处理。
(3) Annealing 退火- 软化材料。
(4) Solution heat treatment) 溶体化处理，auenching 淬火，回火(artificial aging 或temper) —提高材料强度(5) Stabilizing treatment 安定化处理铝合金分為两大类：(1) Heat treatable alloy(2) Non-heat treatable热处理铝合金為2XXX 6XXX 7XXX或2XX.X, 3XX.X, 7XX.X，其区分是热处理铝合金如施以适当热处理其内部结构发生一种相变化，產生细緻析出物，藉此种析出物，强化材料。
这种现象叫析出硬化或时效硬化。
(Heat treatable alloy =precipitation-hardenable alloy) 非热处理合金则无析出硬化现象( 但也会有析出物) ，故其强化作用通常借助一般的方法，如因溶体强化，加强化细晶强化。
(1) 铝合金之特性首先我们先讨论铝及其合金的特性来说明铝及铝合金為何大量的被运用。
(a) 轻~2.7Mg/m,差不多是同体积铜或钢的1/3重量。
(b) 防腐蚀能力强。
(c) 可反射辐射能—可见光、辐射热、电磁波。
(d) 导电及导热能力强，且又是非铁磁性。
(e) non-sparking(f) 无毒性(g) 外观及表面易处理(h) 机械性质良好(i) 存量多铝合金的代号甚多，例如：A.A(Aluminum,Association)Al coa : (Alumunum Company of America)，JIS，DIN，BS等等，在我们仅说明A.A. 代号及J.I.S 代号：A.A. 代号用四位数字表示1XXX 纯铝系99.00%以上2XXX Al-Cu3XXX Al-Mn4XXX Al-Si5XXX Al-Mg6XXX Al-Mg-Si7XXX Al-Zn8XXX 前代号以外之系统9XXX 备用J.I.S 代号A2P1A- 代表铝2-表示大区别1. 铝2. 耐蚀铝合金3. 高力铝合金4. 耐热铝合金P-表示形状P板R条E圆板PC合板RC合条T管B棒W线S挤压形材V卯钉材F锻造品H箔TW熔接管BC导体1- 表示种类特1 特2 分别用S.O（2）铝合金之析出硬化当金属所受袜力超过其降伏强度时，即发生塑性变形，从内部微结构的观点来看，变形最主要是由差排（dislocation）再受外力下，开始移动而造成。
常用铸造铝合金的热处理工艺规范表
T6
515 ±5
10
60 ~ 100
155 ± 5
10
空冷
-
ZL108
T1
-
-
-
200 ± 10
10 ~ 14
空冷
-
T6
516 ± 5
3 ~ 8
60 ~ 80
205 ± 5
6 ~ 10
空冷
重載荷高溫下工作的零件，如大馬力柴油 活塞
ZL109
T6
500 ± 5
5
80
185 ± 5
16
空冷
高溫、高速、大馬力活塞
常用鑄造鋁合金的熱處理工藝規範表
合金
代號
熱處理
代號
淬火工藝
時效或退火工藝
用途舉例
加熱
溫度/℃
保顯
時間/h
冷郤介質(水)
顯度/℃
加熱
溫度/℃
保顯
時間/h
冷郤
方法
ZL101
T1
-
-
-
230 ± 5
7 ~ 9
空冷
能改善破切削加工性
T4
535 ± 5
2 ~ 6
60 ~ 100
-
-
-
要求高塑性的零件
T5
535 ± 5
3
空冷
消除應力穩定尺吋的零件
T1
-
-
-
180 ± 5
或室溫
10
21天
空冷
-
2 ~ 6
60 ~ 100
155 ± 5
2 ~ 7
空冷
要求进步屈服強度和硬度的零件
T6
535 ± 5
2 ~ 6
铝合金变质处理操作方法
铝合金变质处理操作方法
铝合金变质处理是一种通过热处理使铝合金达到理想强度和硬度的方法。
下面是一般的铝合金变质处理操作步骤：
1. 预处理：将铝合金零件完全清洁，并去除表面的油污和氧化物。
2. 加热：将清洁的铝合金零件放入专用炉中，进行加热。
加热温度通常根据合金种类和要求进行调整，一般在500C到600C之间。
3. 保温：将铝合金零件在加热温度下保持一段时间，以使合金达到均匀的温度分布。
4. 冷却：将加热的铝合金零件取出并迅速冷却，一般可以使用水浴或空冷等方法进行冷却。
冷却速率对于合金性能有重要影响，可以根据需要进行调整。
5. 回火处理：在需求强度和硬度较低的情况下，可以进行回火处理。
回火温度通常在150C到200C之间，时间根据合金种类和要求进行调整。
6. 检验：对处理后的铝合金进行硬度、强度、尺寸等检验，确保其符合要求。
需要注意的是，以上步骤是一般的变质处理操作方法，具体操作步骤和参数应根据不同的合金种类、要求和设备进行调整。
不正确的处理方法可能导致铝合金性能下降或出现破损等问题，因此建议在进行变质处理前咨询专业人士或参考相关的处理规范。
铝合金零件热处理变形控制
铝合金零件热处理变形控制摘要：铝合金的最大优点是其密度约为铁的三分之一。
它是一种轻金属材料。
良好的导电性和传热性；在空气中具有良好的耐腐蚀性；具有较强的生产、加工和使用性能。
它具有良好的塑性，可以通过冷热交替变形来生产和加工，并通过热处理来提高其性能。
铝合金固溶处理的目的是获得高浓度的过饱和固溶体，以获得良好的综合物理性能。
因此，铝合金被广泛应用于当代航空航天工业的生产和制造。
同时，铝合金在固溶处理过程中会发生变形。
相对较大的变形也会增加后期尺寸调整的工作量和零件的表面质量。
因此，本文重点研究了在固溶处理过程中减少铝合金变形的方法。
关键词：铝合金；零件；热处理；变形控制1热处理工艺方法热处理是将产品工件放入特定材料中进行加热、隔热和冷却，并根据工件表面的成分或内部结构和微观结构，给出或提高工件的性能指标，使其具有所需的物理、工艺和化学性能。
热处理通常不会改变工件形状的整体成分。
它可能被安排到生产和制造过程的原始工艺流程、中间工艺流程和最终工艺流程。
它受到产品工件的原材料、结构类型、使用模式、使用场景和变形程度等因素的影响，同时受到左右工艺流程的制约。
有时，各种热处理方法植根于一些大型、中型、高精度或特殊要求工件的全过程生产过程。
谈到热处理人们通常会想到四把火：退火、淬火、回火、正火。
对于热处理技术工程师来说，热处理工艺的设计方案、处理方法中的问题以及技术性能的实现都是他的首要任务。
然而，当某一类型的“火”布置在加工工艺的某一阶段时，精通自己专业的加工工艺工人需要掌握产品工件技术标准、原材料、规格、型号和形状规格、热处理特性以及热处理的实际效果。
在此基础上，部署兵力，统筹合理布局，制定有效可行的工艺路线，确保产品加工质量。
此外，工艺路线和热处理方法的开发还需要专业技术人员考虑课程的本质，追根溯源，梳理生产制造中的冲突点和问题原因，探索优质、高效、节能的加工思路，把握关键环节，在制造的重要节点上相对高度地结合热处理，并将生产技术和加工技术紧密结合起来，创造出优质的企业产品，创造出符合市场需求的商品，获得更多的经济效益和社会经济效益，促进社会经济的快速发展。
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目次
1 铝的特性简介 (2)
2 铝合金分类及性能 (2)
3 变形铝合金的热处理 (2)
3.1 固溶处理与时效 (2)
3.1.1 固溶处理 (3)
3.1.2 时效 (3)
3.2 稳定化处理 (3)
3.3 变形吕合金加工和热处理状态标记 (3)
4 精密零件的加工工艺流程 (4)
5 热处理工艺参数 (4)
6 典型零件的示例 (4)
7 某公司航空件6061热处理工艺 (5)
常用铝合金的热处理
1 铝的特性简介
铝是一种具有面心立方结构的金属，它的密度小（2.72g/cm3），熔点低(660.4℃),具有良好的导电性、导热性以及延展性。
铝的化学性质活泼，在大气中极易被氧化且生成牢固的氧化膜，所以铝在大气和淡水中具有良好的耐腐蚀性。
因铝无同素异构转变，所以铝及其它的合金不能够进行相变强化。
铝能溶解许多种元素并形成固溶体，即形成合金。
铝合金中常用的添加元素有Cu、Zn、Mg、Si、Cr等以及稀土元素。
2 铝合金分类及性能
按照合金元素在铝中的极限溶解度的不同，以及溶质元素的种类以及温度对溶解度的影响等因素，对铝合金进行分类。
铝合金分类，见表1。
表1 铝合金分类及性能
不可热处理强化铝合金防锈铝
如，5A06
{ 易于加工成形和焊接，并具有良好的
光泽和低温性能，抗蚀性好。
但强度较低。
}
变
形
硬铝
如，2A12
{ 时效强化能力强烈，室温强度较高，
耐热性好，但抗腐蚀性及焊接性较差。
}
可热处理
强化铝合金
超硬铝
如，7075
{ 变形铝中强度最高，但有应力腐蚀倾
向，热稳定性较差。
}
铝合金分类
锻铝
如，6061
{ 具有良好的冷热加工、焊接、抗腐蚀、
低温、疲劳和光制等性能。
}
铝锂合金
如，8090
{ 具有密度低、比强度高、比刚度大、抗疲
劳、耐腐蚀、耐热以及低温性能等优点。
} 金
{ 具有良好的流动性，较小的收缩性，热裂、缩孔和
疏松等倾向性都很小。
}
3 变形铝合金的热处理
3.1 固溶处理与时效
固溶与时效处理是变形铝合金（防锈铝合金除外）的主要热处理工艺。
变形铝合金中的合金元素都能溶于铝，形成固溶体。
它们的溶解度都随温度下降而减少。
将铝合金加热至较高温度，保温后迅速冷却，可获得过饱和固溶体。
这种操作属于淬火，对铝合金而言称之为固溶处理。
过饱和固溶体在常温下放置或在高于常温的温度下保温，将发生脱溶沉淀现象。
由于脱溶沉淀产物十分细小，而且与基体共格或半共格，可使合金强度大幅度提高，故称其为强化相，这种过程成为时效。
常温下进行的时效成为自然时效，高于常温进行的实效时效成为人工时效。
3.1.1 固溶处理
固溶处理各工艺参数的选择原则如下：
加热温度：①必须防止过烧、②使强化相最大限度的溶入固溶体。
保温时间：保温的目的是使工件透热，达到设定的加热温度，并使强化相充分溶解且均匀化。
冷却：淬火冷却速度必须足够快，以抑制过饱和固溶体分解，析出粗大的过剩相。
3.1.2 时效
人工时效的温度与时间应严格控制。
温度低时间短强度达不到峰值，称为欠时效、温度过高时间过长，使合金强度下降，称为过时效。
将淬火工件在不同温度下进行两次或多次时效称为分级时效。
采用分级时效可以显著提高抗应力腐蚀性能和断裂韧性。
将时效态工件在较低温度下短时间保温，使工件的硬度和强度下降，恢复到接近淬火态的水平，然后再进行时效，获得具有人工时效态的强度和分级时效态的应力腐蚀抗力的最佳配合，这种工艺称为回归再时效（RRA处理）。
3.2 稳定化处理
稳定化处理用于处理要求很高尺寸稳定性的工件，防止工件在放置、安装、使用过程中发生微小的尺寸变化而进行的处理。
稳定化时效处理温度通常高于时效处理温度，也采用多级时效作为稳定化处理，既固溶后预时效，然后进行正常时效，最后进行终时效。
目前广泛采用高、低温循环处理工艺，这是将时效和冷（深冷）处理结合起来反复进行的工艺。
需要说明的是，高低温时效循环稳定化处理的循环次数，应不少于3次，最后必须以时效处理结束。
3.3 变形吕合金加工和热处理状态标记
变形铝合金加工和热处理状态标记，见表4。
美国在合金后面附有材料加工和热处理代号，如6061—T62、7075—T76等。
表2 变形铝合金加工和热处理状态标记
4 精密零件的加工工艺流程
落料→粗加工→固熔+时效处理→半精加工→稳定化处理→精加工。
5 热处理工艺参数
常用变形铝合金进行固溶、时效和稳定化处理的工艺参数，见表5。
表3 常用变形铝合金热处理工艺参数
6 典型零件的示例
高精密铝合金零件加工制造过程中的热处理工序示例，见附录。
附录A：引擎支架（法兰）的热处理工艺卡；
附录B：L2镜座的热处理工艺卡。
7 某公司航空件6061热处理工艺
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